ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร ทำไมเสียงนภากัมปนาท จึงมักเกิดขึ้นภายหลังแสงแปลบปลาบ

ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร เหตุใดนภาจึงกัมปนาท

หลายครั้งที่ได้ยินคำถาม ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร เสียงเปรี้ยงปร้างดังสนั่น มีคำอธิบายอย่างไร

“ ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร ครับ ” หลานชายวัยกำลังหัดเจรจาของฉันไถ่ถามขึ้นมาระหว่างคืนฝนพรำและแสงแปลบปลาบวิ่งพล่านไปทั่วฟ้า ฉันนึกหาคำอธิบายอย่างง่ายที่สุดเพื่อให้เหมาะสมกับวัยของผู้ฟัง แต่ก็เป็นเรื่องยากเกินกว่าที่ตั้งใจไว้

ฟ้าแลบ ฟ้าร้อง ฟ้าผ่า (Thunder) เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติซึ่งเกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุอิเล็กตรอนภายในก้อนเมฆ หรือระหว่างก้อนเมฆกับก้อนเมฆ หรือเกิดขึ้นระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน การเคลื่อนที่ขึ้นลงของกระแสอากาศ (updraft/downdraft) ภายในเมฆคิวมูโลนิมบัส ทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าในแต่ละบริเวณของก้อนเมฆและพื้นดินด้านล่าง เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างตำแหน่งทั้งสองที่มีค่าระดับหนึ่ง จะก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าขนาดใหญ่ โดยมีประจุบวกอยู่ทางด้านบนของก้อนเมฆ ประจุลบอยู่ทางตอนล่างของก้อนเมฆ พื้นดินบางแห่งมีประจุบวก พื้นดินบางแห่งมีประจุลบ ซึ่งจะเหนี่ยวนำให้เกิดการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า

ทำความรู้จักกับ “เมฆ” แต่ละประเภท

การเกิดประจุไฟฟ้าในอากาศ

เมื่อท้องฟ้าเต็มไปด้วยก้อนเมฆอันเกิดจากการควบแน่นของละอองน้ำในอากาศ และกระแสลมพัดให้เคลื่อนที่ไปบนท้องฟ้า โมเลกุลน้ำและโมเลกุลอากาศเกิดการเสียดสีกันขณะที่เมฆเคลื่อนตัวไปในอากาศ จึงเกิดประจุไฟฟ้าขึ้นในก้อนเมฆและทวีปริมาณมากขึ้น จนกระทั่งเกิดความต่างศักย์ระหว่างก้อนเมฆ ทำให้เกิดการถ่ายเทประจุระหว่างหรือภายในก้อนเมฆ หรือระหว่างก้อนเมฆและพื้นดิน หลักการเกิดฟ้าแลบ ฟ้าผ่า และฟ้าร้อง อธิบายได้ดังนี้

ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร, ปรากฏารณ์ทางธรรมชาติ
การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าขณะที่เกิดฟ้าผ่า ฟ้าแลบ และฟ้าร้อง
ภาพประกอบ: ศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์

เมื่อประจุลบบริเวณฐานเมฆถูกเหนี่ยวนำเข้าหาประจุบวกที่อยู่ด้านบนของก้อนเมฆ ทำให้เกิดแสงสว่างในก้อนเมฆ หรือประจุไฟฟ้าลบบริเวณฐานเมฆก้อนหนึ่งถูกเหนี่ยวนำไปหาประจุบวกในเมฆอีกก้อนหนึ่ง จะมองเห็นสายฟ้าวิ่งข้ามระหว่างก้อนเมฆเรียกว่า “ฟ้าแลบ”

เมื่อประจุลบบริเวณฐานเมฆถูกเหนี่ยวนำเข้าหาประจุบวกที่อยู่บนพื้นดิน ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าจากก้อนเมฆพุ่งลงสู่พื้นดินเรียกว่า “ฟ้าผ่า” ในทางกลับกัน ประจุลบที่อยู่บนพื้นดินถูกเหนี่ยวนำเข้าหาประจุบวกในก้อนเมฆ มองเห็นเป็นฟ้าแลบจากพื้นดินขึ้นสู่ท้องฟ้า

เมื่อเกิดฟ้าแลบหรือฟ้าผ่า การเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าในอากาศทำให้อากาศในบริเวณนั้นมีอุณหภูมิสูงมากจนขยายตัวอย่างฉับพลัน ส่งผลให้เกิดช็อกเวฟ (Shock wave) ส่งเสียงดังออกมาเรียกว่า “ฟ้าร้อง”

ฟ้าแลบและฟ้าร้องเกิดขึ้นพร้อม ๆ กัน แต่เรามองเห็นฟ้าแลบก่อนได้ยินเสียงฟ้าร้อง เนื่องจากแสงมีความเร็วมากกว่าเสียง แสงมีอัตราเร็ว 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที ส่วนเสียงมีอัตราเร็วประมาณ 1/3 กิโลเมตรต่อวินาทีเท่านั้น ถ้าเราต้องการทราบว่า ฟ้าแลบหรือฟ้าผ่าเกิดขึ้นห่างห่างจากเราเท่าใด เราสามารถจับเวลาตั้งแต่เมื่อเราเห็นฟ้าแลบจนถึงได้ยินเสียงฟ้าร้องว่าเป็นระยะเวลากี่วินาที แล้วเอาจำนวนวินาทีคูณด้วย 1/3 ก็จะได้เป็นระยะทางกิโลเมตร เช่น ถ้าเราจับเวลาระหว่างฟ้าแลบกับฟ้าร้องได้ 3 วินาที เราจะทราบได้ว่า ฟ้าแลบอยู่ห่างจากเราประมาณ 1/3 x 3 เท่ากับ 1 กิโลเมตร (อ้างอิงจาก: ศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์)

ฟ้าผ่า, ฟ้าแลบ, ฟ้าร้อง, ฝนฟ้าคะนอง
ตึกสูงต่างๆ มักติดตั้งสายล่อฟ้าไว้เพื่อป้องกันความรุนแรงจากเหตุการณ์ฟ้าผ่า

ฟ้าผ่าเป็นปรากฏการณ์ที่ทำอันตรายได้ถึงชีวิต มักเกิดขึ้นกับวัตถุที่อยู่เหนือระดับพื้นดิน ทั้งนี้ เนื่องจากกระไฟฟ้าต้องการทางลัดระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน มีความเชื่อที่ส่งต่อกันมาว่า เมื่อเกิดพายุฝนฟ้าคะนองควรหลีกเลี่ยงการอยู่บนที่แจ้งและการมีสื่อนำไฟฟ้า เช่น สร้อยคอ แท่งโลหะ โทรศัพท์มือถือ แต่ในความเป็นจริงแล้ว โลหะที่สวมใส่อยู่บนร่างกายไม่ได้เป็นสาเหตุของการเกิดฟ้าผ่า พราะว่าการถูกฟ้าผ่า คือ การที่ร่างกายของเราได้ “แสดง” ประจุไฟฟ้าอย่างชัดเจนในพื้นที่นั้นๆ เช่น การไปยืนกลางทุ่งนา หรือยืนกลางลานโล่งแจ้ง

สำหรับการปลูกสร้างอาคารสูงควรติดตั้งสายล่อฟ้าไว้บนยอดอาคารและเดินสายกราวน์ไปยังพื้นดิน เพื่อเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าจากอากาศให้รีบผ่านลงสู่พื้นดิน โดยไม่สร้างความเสียหายให้แก่ตัวอาคาร

ในราตรีอันยาวนานของคืนฝนพรำ เด็กชายตัวน้อยหลับไปพร้อมกับเสียงน้ำฝนและแสงแวบวาบ ฉันไม่ได้เล่าถึงปรากฏการณ์ฟ้าผ่าอย่างที่อธิบายมาในข้างต้น แต่เปลี่ยนวิธีการเล่าให้เนื้อเรื่องการเกิดฟ้าผ่าให้เป็นนิทานก่อนนอน ซึ่งฉันหวังใจว่าหลานชายตัวน้อย คงเข้าใจในสิ่งที่เขาตั้งคำถาม


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : ไอดินและกลิ่นฝนไอดินและกลิ่นฝน

เรื่องแนะนำ

พี่น้องก็จริง แต่กลับมีดีเอ็นเอของบรรพบุรุษต่างกัน

แคทและเอ็ดดี้เข้ารับการตรวจสอบดีเอ็นเอ พวกเขาต้องประหลาดใจกับผลการทดสอบเมื่อผลการวิเคราะห์บ่งชี้ว่า ดีเอ็นเอของแคทมีบรรพบุรุษจากกรีซและอิตาลีราว 13% ส่วนเอ็ดดี้มี 23%

โดรนช่วยชีวิตนักโต้คลื่น

โดรนช่วยชีวิตนักโต้คลื่น ที่นอกชายหาดของเมือง Lennox Head ทางตอนเหนือของรัฐนิวเซาท์เวลส์ วัยรุ่นนักโต้คลื่นสองคนกำลังติดอยู่ในคลื่น  โชคดีที่ใครบางคนเห็นเหตุการณ์เข้าและแจ้งเจ้าหน้าที่ชายฝั่ง พวกเขาใช้เทคโนโลยีใหม่ที่ได้รับการฝึกฝนมานั่นคือโดรน โดรนช่วยชีวิตที่มีชื่อเรียกว่า Westpac Little Ripper Lifesaver ถูกส่งออกไปก่อนล่วงหน้า เมื่อไปถึงจุดเกิดเหตุมันปล่อยชูชีพลงไปให้ผู้ประสบภัยด้านล่างเกาะไว้ท่ามกลางคลื่นที่กำลังซัดสาด สุดท้ายเรื่องราวจบลงด้วยดี วัยรุ่นทั้งสองกลับเข้าสู่ฝั่งอย่างปลอดภัย กระบวนการช่วยชีวิตตามชายฝั่งนี้ใช้เวลาเพียงแค่ 1 – 2 นาที ซึ่งรวดเร็วกว่าการช่วยชีวิตในรูปแบบเดิม   อ่านเพิ่มเติม 5 ตัวอย่างที่โดรนใต้น้ำกำลังช่วยปกป้องมหาสมุทรให้เรา

ที่ใต้ทะเลลึก ผมของเมร่าไม่มีทางเป็นสีแดง

เข้าใจได้ว่าหากฮอลลีวูดสร้างภาพยนตร์ตามหลักวิทยาศาสตร์ ความสนุกเร้าใจคงหายไปเป็นกอง อย่างไรก็ดีเป็นโอกาสที่คุณผู้อ่านจะได้ศึกษาว่าโลกแห่งความเป็นจริงแตกต่างจากในหนังอย่างไร

นาซาเตรียมเปิดรับนักท่องเที่ยวชมสถานีอวกาศภายในปี 2020

 การปล่อยยานฟัลคอนเฮฟวี (Falcon Heavy) ยานอวกาศเชิงพาณิชย์ลำแรกของบริษัทสเปซเอ็กซ์ ขอบคุณภาพถ่ายจาก Joe Marino (your shot) พลเมืองทั่วไปสามารถไปเที่ยวยัง สถานีอวกาศ กับค่าเดินทางตั้งต้นราวพันล้านบาท และสามารถผ่านการทดสอบการใช้ชีวิตในอวกาศ เมื่อวันศุกร์ (7 มิ.ย.) องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติแห่งสหรัฐอเมริกา หรือ องค์การนาซา ได้ประกาศว่ามีแผนที่จะอนุญาตให้บุคคลทั่วไปสามารถเข้าเที่ยวชม สถานีอวกาศ นานาชาติได้ภายในปี 2020 โดยนักท่องเที่ยวสามารถอยู่ได้ไม่เกิน 30 วัน “เราตั้งใจเปิดเที่ยวบินสู่อวกาศกับนักบินอวกาศที่เป็นพลเมืองราว 2 ครั้งต่อปี” โรบิน เกเทนส์ รองผู้อำนวยการสถานีอวกาศนานาชาติของนาซ่ากล่าวและเสริมว่า “ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับว่าพวกเขาอยากให้มีจำนวนนักบินอวกาศที่เป็นบุคคลทั่วไปขึ้นไปได้เท่าไหร่ อาจจะจำนวนสักหนึ่งโหล หรือขึ้นอยู่กับจำนวนที่นักท่องเที่ยวที่มีความสามารถขึ้นไปที่นั่นได้” เกเทนส์กล่าวเพิ่มเติมว่า “นักบินอวกาศบุคคลทั่วไปจากประเทศอื่นๆ สามารถบินขึ้นไปโดยใช้สิทธิอนุญาตของสหรัฐอเมริกาได้” ซึ่งหมายความว่านักท่องเที่ยวไม่จำเป็นต้องถือพาสปอร์ตของสหรัฐอเมริกาหรือเป็นประเทศที่มีสิทธิอยู่ในสถานีอวกาศนานาชาติก็ได้ โดยสิ่งที่ผู้มีความจำนงค์ไปสถานีอวกาศนานาชาติต้องทำคือ จองโปรแกรมการฝึกสู่สถานีอวกาศ และจองที่นั่งในยานอวกาศที่สามารถให้พวกเขาอยู่ได้มากที่สุดเป็นเวลา 30 วัน โดยสิ่งที่พวกเขาทำได้ในช่วงการปฏิบัติภารกิจท่องอวกาศนั้นรวมไปถึงกิจกรรมทางธุรกิจและการตลาด ซึ่งต้องอยู่ภายใต้กฎระเบียบของนาซา สำหรับค่าใช้จ่ายในการท่องสถานีอวกาศของหนึ่งคน จะมี “ค่าตั๋ว” ไปกลับอยู่ที่ราว 58 ล้านดอลลาร์สหรัฐ หรือราว 1,800 ล้านบาท […]